[发明专利]用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法

说明书

本公开的各个实施例涉及用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法。一种用于核酸测序的设备包括：在探测位置处的碱基探测装置，其被配置用于探测核酸链在探测位置处的部分的碱基；以及输运装置，其被配置用于延展核酸链、并且使得延展的核酸链沿着路径滑动通过探测位置。碱基探测装置包括：多个场效应纳米线探测器，沿着路径设置，并且每个场效应纳米线探测器包括相应的纳米线和核酸探针，核酸探针由相应的碱基序列限定、并且固定至相应的纳米线。

本申请是于2015年04月03日向中国国家专利局提出、申请号为201510159033.5、发明名称为“用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种用于基于纳米线探测器的核酸测序的设备和方法。

背景技术

已知采取核酸测序的重要性不断增大，已经开发了各种技术用于确定核苷酸序列。

一些已知的技术是基于将核酸分子分割为单独排序的短片段，通常为数百个碱基。随后对根据该单独的部分而收集的信息进行处理并且汇总，以用于重构形成了核酸分子的整个碱基序列。然而，序列的重构是极其复杂的并且极其耗费资源(特别是处理能力和时间)的操作。此外，可能发生的是，并未正确地读取和重构一些片段，并且因此测序可能不完整。

纳米技术领域中的发展已经使得能够开发出能够处理单独的分子的新的装置和技术，特别是向核酸提供电荷。例如，在一些装置中，使用合适的电场以使得单个核酸分子通过隔膜中的纳米孔。实际中，装置具有由隔膜分隔的两个腔室，隔膜具有纳米孔并且被设置有使得电场形成的电极。含有核酸分子的溶液被装载到该两个腔室之一中。随后，通常展现为纠缠的链的核酸分子的一端，可以由于电场的作用而被引入纳米孔中。纳米孔具有如下尺寸，其使得一个分子一部分的存在阻碍了其他分子的端部的进入(纳米孔的直径可以例如在5nm与10nm之间)。如此方式，能够对单个序列进行隔离和处理。由电场施加的力使得，当形成分子的链在其端部之后穿过纳米孔时，该形成分子的链伸展。因此而伸展的链可以被分析以便测序。

该类型装置的示例在Liu Q.，Wu H.，Wu L.，Xie X.，Kong J.，等人的(2012)“Voltage-Driven Translocation of DNA through a High Throughput Conical Solid-State Nanopore”，PLoS ONE 7(9)：e46014；DOI：10.1371/journal.pone.0046014的文章中；以及在Tsutsui，M等人的“Transverse Electric Field Dragging of DNA in aNanochannel”，Sci.Rep.2，394；DOI：10.1038/srep00394(2012)中被描述。已知采取核酸测序的重要性不断增大，已经开发了各种技术用于确定核苷酸序列。

然而，可应用的探测技术仍然仅使得能够识别相对较短的碱基序列，在大多数有利的场合下至多几千个。因此存在根据相关的计算负担和错误可能性来重组部分序列的需求。

发明内容

本公开的至少一个实施例提供了用于核酸测序的设备和方法，该设备和方法将克服上述限制。

本公开的一个实施例是一种用于核酸测序的设备。设备包括在探测位置处的碱基探测装置、以及输运装置。碱基探测装置被配置用于探测核酸链的在探测位置处的部分的碱基。输运装置被配置用于延展核酸链，并且用于使得延展的核酸链沿着路径滑动通过探测位置。碱基探测装置包括沿着路径设置的多个场效应纳米线探测器，并且每个场效应纳米线探测器包括各自的纳米线和核酸探针，核酸探针由各自的碱基序列所限定并且固定至各自的纳米线。

附图说明

为了更好理解本公开，现在将纯粹借由非限定性示例以及参照附图而描述本公开的一些实施例，其中：